Cường độ âm thanh: xác định bởi hệ thính giác

2021-09-20 12:48 PM

Sự thay đổi trong cường độ âm thanh mà tai có thể nghe và phân biệt được, cường độ âm thanh thường được thể hiện bằng hàm logarit của cường độ thực tế của chúng.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Cường độ được xác định bởi hệ thính giác bằng ít nhất ba cách.

Một là khi âm thanh lớn hơn, biên độ rung của màng nền và tế bào lông cũng tăng theo vì vậy tế bào lông kích thích đầu thần kinh tận cùng với tốc độ nhanh hơn.

Hai là, khi biên độ rung tăng lên, nó làm cho càng nhiều tế bào lông trên rìa của phần cộng hưởng của màng nền được kích thích, vì vậy gây ra sự cộng kích thích theo không gian - đó là sự dẫn truyền qua nhiều sợi thần kinh hơn.

Ba là, tế bào lông bên ngoài không được kích thích đáng kể cho đến khi màng nền rung đạt tới cường độ cao, và sự kích thích của các tế bào có thể báo cho hệ thần kinh biết âm thanh lớn.

Nhận biết sự thay đổi cường độ - Quy luật năng lượng

Diễn giải sự thay đổi về cường độ của kích thích cảm giác là tương quan với một hàm nghịch đảo lũy thừa của cường độ thực tế. Còn đối với âm thanh, cảm giác nhận được tương đương với căn bậc ba của cường độ âm thanh thực tế. Để diễn giải khái niệm này bằng cách khác, tai có thể phân biệt sự khác nhau về cường độ âm thanh từ tiếng thì thào nhẹ nhất cho đến những tiếng ồn lớn nhất có thể, tương ứng với tăng một tỷ tỷ lần về năng lượng âm thanh hoặc một triệu lần về biên độ vận động của màng nền. Chưa hết, tai nhận thấy nhiều khác biệt hơn về mức âm thanh như thay đổi xấp xỉ 10,000 lần. Vì vậy, cường độ âm thanh đã được “nén” rất nhiều bởi hoạt động tri giác âm thanh của hệ thính giác, điều này cho phép một người có thể phân biệt được sự khác nhau về cường độ âm thanh trong một phạm vi rộng hơn nhiều nếu như cường độ âm thanh không được nén xuống.

Đơn vị decibel

Bởi vì sự thay đổi trong cường độ âm thanh mà tai có thể nghe và phân biệt được, cường độ âm thanh thường được thể hiện bằng hàm logarit của cường độ thực tế của chúng. Tăng 10 lần năng lượng âm thanh được gọi là 1 bel và 0.1 bel gọi là 1 decibel. Một decibel tương ứng với tăng 1.26 lần về năng lượng âm thanh.

Một lý do khác để sử dụng hệ đơn vị decibel để thể hiện sự thay đổi về độ lớn, trong phạm vi cường độ âm thanh bình thường trong giao tiếp, tai có thể phân biệt được sự thay đổi khoảng 1 decibel về cường độ âm thanh.

Ngưỡng nghe âm thanh tại những tần số khác nhau

Ngưỡng áp suất mà tại đó âm thanh có tần số khác nhau chỉ có thể vừa đủ nghe bằng tai. Chứng minh rằng một âm thanh có tần số 3000 chu kì/giây có thể được nghe thậm chí khi cường độ của nó thấp bằng 70 decibel dưới 1 dyne/cm2 mức áp suất âm, bằng 10 phần triệu microwatt mỗi centimet vuông. Ngược lại, một âm thanh có tần số 100 chu kì/giây có thể được phát hiện khi cường độ của nó lớn gấp 10,000 lần như này.

Mối liên hệ giữa ngưỡng nghe và ngưỡng nhận

Hình. Mối liên hệ giữa ngưỡng nghe và ngưỡng nhận thức thẩm mỹ (ngưỡng nhạy cảm và xúc giác) với mức năng lượng âm thanh tại mỗi tần số âm thanh.

Phạm vi tần số của thính giác

Tần số âm thanh mà một người trẻ tuổi có thể nghe là từ 20 đến 20,000 chu kì/giây. Mặc dù vậy, ta có thể thấy rằng phạm vi tần số âm thanh phụ thuộc nhiều vào độ lớn âm thanh. Nếu độ lớn là 60 decibel dưới 1 dyne/cm2 mức áp suất âm thanh, thì phạm vi âm thanh vào khoảng 500 đến 5000 chu kì; chỉ âm thanh có cường độ lớn mới đạt được phạm vi toàn bộ từ 20 đến 20,000 chu kì. Ở tuổi cao, phạm vi tần số này thường thu hẹp hơn vào khoảng từ 50 đến 8000 chu kì/giây hoặc ít hơn.

Bài viết cùng chuyên mục

Sinh lý hoạt động trí nhớ

Trí nhớ là khả năng lưu giữ thông tin về môi trường ngoài tác dụng lên cơ thể. Nơi lưu giữ thông tin, chủ yếu là những cấu trúc của não, có tác giả cho rằng ở cả phần dưới cuả hệ thần kinh.

Chất co mạch: kiểm soát thể dịch của tuần hoàn

Khi hệ thống thần kinh giao cảm bị kích thích, tận cùng của hệ thống thần kinh giao cảm ở các mô riêng biệt giải phóng ra norepinephrine, kích thích tim và co tĩnh mạch và tiểu động mạch.

Cuồng động nhĩ: rối loạn nhịp tim

Cuồng nhĩ gây ra nhịp dẫn truyền nhanh nhĩ thường là 200-350 nhịp/ phút. Tuy nhiên, bởi vì một phía của nhĩ co trong khi phía kia đang giãn, lượng máu nhĩ bơm rất ít.

Dậy thì và kinh nguyệt ở phụ nữ

Người ta cho rằng sự khởi động giai đoạn dậy thì được kích thích bởi các quá trình hoàn thiện xảy ra tại một vùng khác ở não, có thể ở đâu đó trên hệ viền.

Các bất thường của áp lực đẩy máu động mạch

Ở người hẹp van động mạch chủ, đường kính của van động mạch chủ khi mở bị hạn chế rõ ràng và áp lực mạch chủ đập cũng giảm rõ bởi vì dòng máu đi ra bị giảm khi qua van bị hẹp đó.

Sinh lý nội tiết tuyến giáp

Tuyến giáp nằm trước khí quản, dưới sụn giáp, nặng 20-25g, gồm 2 thùy, có eo ở giữa, cao 6cm, rộng 3cm, dày 2cm. Cấu trúc gồm nhiều nang giáp, trong chứa đầy dịch keo, xen lẫn hệ thống mạch máu rất phong phú (1% lưu lượng tim), ở đây tổng hợp và dự  trữ hormon T3, T4.

Giải phóng năng lượng cho cơ thể từ thực phẩm và năng lượng tự do

Năng lượng đòi hỏi cho hoạt động của cơ, sự bài tiết của các tuyến, duy trì điện thế màng ở sợi thần kinh và sợi cơ, sự tổng hợp vật chất trong tế bào, hấp thu thức ăn từ ống tiêu hóa và rất nhiều chức năng khác.

Vận chuyển lipids trong dịch cơ thể

Cholesterol và phospholipid được hấp thụ từ hệ thống ruột vào trong chylomicron. Vì thế dù chylomicron được cấu tạo chủ yếu từ triglycerides, chúng còn chứa phospholipid, cholesterol và apoprotein B.

Đại cương sinh lý thận tiết niệu

Chức năng nội tiết: thận bài tiết ra các hormon để tham gia điều hòa huyết áp, kích thích sản sinh hồng cầu và góp phần vào chuyển hóa Calci

Ngoại tâm thu nhĩ: rối loạn nhịp tim

Khi tim co sớm hơn bình thường, tâm thất chưa nhận đầy máu như bình thường và nhát bóp đó bơm ít máu hơn. Do đó sóng đập của nhát bóp đó lên thành mach sẽ yếu hơn thậm chí là yếu đến mức không thể bắt được gọi làm mạnh chìm.

Hormone tăng trưởng (GH) điều khiển sự phát triển các mô cơ thể

Hormone tăng trưởng GH điều khiển làm tăng kích thước tế bào và tăng nguyên phân, cùng sự tăng sinh mạnh số lượng tế bào của các loại tế bào khác nhau như tạo cốt bào và các tế bào cơ còn non.

Ức chế đối kháng: cung phản xạ đồi kháng

Phản xạ gấp mạnh hơn này gửi các thông tin ức chế đến chi ban đầu và làm giảm độ co cơ ở chi này, nếu ta loại bỏ kích thích ở chi gấp mạnh hơn, chi ban đầu lại trở về co cơ với cường độ như ban đầu.

Chức năng của progesterone

Progesteron cũng làm gia tăng chế tiết ở niêm mạc lót bên trong vòi Fallope. Những sự chế tiết này rất quan trọng trong việc cung cấp dinh dưỡng cho noãn tồn tại và phân chia khi nó di chuyển trong vòi Fallope trước khi làm tổ ở tử cung.

Tác dụng sinh lý của vitamin D

Thụ thể vitamin D có mặt trong hầu hết các tế bào trong cơ thể và nằm chủ yếu trong nhân tế bào. Tương tự như các thụ thể steroid và hormone tuyến giáp, các thụ thể vitamin D có vùng bắt hocmon và vị trí bắt ở DNA.

Tăng lưu lượng tim và tăng huyết áp: vai trò của thần kinh xương và thần kinh cơ xương

Mặc dù hoạt động thần kinh điều khiển tuần hoàn nhanh nhất là qua hệ thần kinh tự chủ, nhưng một vài trường hợp hệ thần kinh cơ xương lại đóng vai trò chính trong đáp ứng tuần hoàn.

Khả năng hoạt động của cơ thể: giảm khả năng hoạt động ở vùng cao và hiệu quả của thích nghi

Người bản xứ làm việc ở những nơi cao có thể đạt hiệu suất tương đương với những người làm việc ở đồng bằng. Người đồng bằng có khả năng thích nghi tốt đến mấy cũng không thể đạt được hiệu suất công việc cao như vậy.

Điều hòa lưu lượng máu bằng những thay đổi trong mạch máu mô

Sự tái tạo vật chất của mạch xảy ra để đáp ứng với nhu cầu của mô. Sự tái cấu trúc này xảy ra nhanh trong vòng vài ngày ở những động vật non. Nó cũng xảy ra nhanh ở những mô mới lớn như mô sẹo, mô ung thư.

Phối hợp các chức năng của cơ thể qua chất dẫn truyền hóa học

Hormone được vận chuyển trong hệ tuần hoàn đến các tế bào đích trong cơ thể, gồm cả tế bào trong hệ thần kinh, tại nơi chúng gắn vào các receptor và tạo ra sự phản hồi của tế bào.

Điều soát kích thước đồng tử của mắt

Vai trò của phản xạ ánh sáng là để giúp cho mắt đáp ứng ngay lập tức với sự thay đổi cường độ ánh sáng. Giới hạn của đường kính đồng tử vào khoảng 1.5 milimet ở trạng thái co nhỏ nhất và 8 milimet ở trạng thái giãn rộng nhất.

Thị giác từ hai mắt: hợp nhất các hình ảnh

Sự tương tác diễn ra giữa các neuron ở vỏ não để kích thích can thiệp vào các neuron đặc hiệu khi hai hình ảnh thị giác không được “ghi nhận” - nghĩa là, không “hợp nhất” rõ ràng.

Cấu trúc chức năng sinh lý tim

Thành cơ tim thất trái dày gấp hai đến bốn lần thành thất phải, do nó phải bơm máu với áp lực cao hơn để thắng sức cản lớn của tuần hoàn hệ thống.

Hệ thần kinh trung ương: mức tủy sống mức dưới vỏ và mức vỏ não

Hệ thống thần kinh của con người được thừa hưởng những khả năng đặc biệt sau mỗi giai đoạn tiến hóa. Từ sự thừa hưởng này, 3 mức chính của hệ thần kinh trung ương có đặc điểm chức năng cụ thể là: (1) mức tủy sống; (2) mức dưới vỏ; và (3) mức vỏ não.

Sự ảnh hưởng lẫn nhau của trục dưới đồi tuyến yên buồng trứng

Nếu nồng độ đỉnh LH không đạt đủ độ lớn, sự rụng trứng sẽ không xảy ra, và được gọi là chu kì không rụng trứng. Các giai đoạn của chu kì sinh dục vẫn tiếp tục, tuy nhiên trứng không rụng làm cho hoàng thể không phát triển.

Hấp thu nước và các ion ở ruột non

Nước vận chuyển qua màng tế bào ruột bằng cách khuếch tán, sự khuếch tán này thường tuân theo áp lực thẩm thấu, khi nhũ trấp đủ loãng, nước được hấp thu qua niêm mạc ruột vào máu hầu như hoàn toàn bằng áp lực thẩm thấu.

Sinh lý tiêu hóa ở ruột già (đại tràng)

Ruột già gồm có manh tràng, đại tràng lên, đại tràng ngang, đại tràng xuống, đại tràng sigma và trực tràng. Quá trình tiêu hóa ở ruột già không quan trọng, bởi vì khi xuống đến ruột già, chỉ còn lại những chất cặn bả của thức ăn.